CN211586006U - 一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统，自循环脱硫装置包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统，脱硫自循环管道系统包含分解炉鹅颈管道、二级上升烟道、预热器出口总管道，分解炉鹅颈管道与二级上升烟道之间连通有第一套管，分解炉鹅颈管道与预热器出口总管道之间连通有第二套管，第一套管与第二套管上均安装有膨胀节与电动蝶阀；脱硫剂输送系统包含脱硫剂桶、输送泵、喷枪，脱硫剂桶与输送泵连接，输送泵通过输送管道与喷枪连接，喷枪安装于二级上升烟道上；自循环脱硫系统包含控制终端与自循环脱硫装置。

Description

一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及生产线中生产装置的脱硫，具体涉及一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统。

背景技术

水泥生产过程中硫的来源主要有两种途径：来源于原料或者来源于燃料，生料中含有的硫分为有机硫、硫化物、硫酸盐，有机硫为硫的有机化合物，硫化物主要为FeS₂及少量的PbS、ZnS，硫酸盐主要有CaSO₄、Na₂SO₄、K₂SO₄。在预热器系统内，物料温度小于200℃时，有机硫氧化成SO₂，而在物料温度为400-600℃时，FeS₂被氧化，生成Fe₂O₃和SO₂。有机硫和硫化物氧化生成的SO₂随烟气通过上部预热器至生料磨和预热器，在此过程中，SO₂与CaCO₃作用，生成CaSO₃和CO₂。在预热器系统内，有机硫和硫化物氧化生成的SO₂，通常有50-55％与CaCO₃作用，剩下的45-50％的SO₂ 排除预热器系统。

在原料磨、袋收尘系统，仍有一定量的SO₂与CaCO₃作用，生料磨中石灰石(CaCO₃)持续产生新鲜表面，同时粉料有较长的停留时间；另外生料磨中气体温度通常已经降到200℃以下，因此相对湿度较高。尽管较低温度会降低脱硫反应速率，但考虑到参与反应的物料拥有巨大的反应面积、较长的停留时间，同时水蒸气也会促进脱硫反应进行，生料磨中硫的脱除率还是很可观的。

原料中的硫酸盐，一般情况下熔融温度、分解温度、挥发温度均较高，作为熟料成分入窑。

燃料中的硫的存在形式和原料中的一样，有硫化物、硫酸盐还有有机硫。燃料在分解炉或者回转窑燃烧生成SO₂，在分解炉存在大量的活性CaO，同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围，因此烧成带产生的SO₂气体可以在分解炉被CaO吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。部分硫酸盐在熟料煅烧过程中，若存在还原气氛则与C作用，分解放出SO₂，然后又被重新吸收生成硫酸盐，形成硫循环；而未被分解的硫酸盐则成为熟料组分。也就是说正常情况下，燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是以下这些情况下会出现例外：

(1)燃料的燃烧是在还原状况下进行的；

(2)生料易烧性很差，烧成带温度被提得很高；

(3)硫碱比明显偏高。

传统的脱硫技术有炉内喷钙、热生料喷注、湿法脱硫等，其技术指标及主要劣势见如下表1：

表1：

因此急需研发一种能够克服上述传统脱硫技术缺陷的自循环脱硫系统。

中国发明专利申请号201510330628.2一种脱硫塔、实用新型专利201420382632.4顺逆流单塔双循环湿法烟气脱硫装置、实用新型专利201620642412X一种沼气循环脱硫系统均提供了一种脱硫装置，但是均需要建立一座专门用于脱硫的筒体用于脱硫反应，过于繁琐、复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的生产装置中原料中的硫无法去除或进行燃料后残留的硫无法去除，本实用新型提供一种自循环脱硫装置，能够通过采用自循环脱硫系统能够更经济、更快速、更有效地脱除水泥厂生产装置中的二氧化硫，使得二氧化硫浓度相对不高而排放限值在100mg/Nm³以内时，具体使用时，只要开启自循环脱硫系统，自循环脱硫系统中自循环脱硫装置包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统便进行全自动工作，其中脱硫自循环管道系统能够把二氧化硫控制在排放标准内，此时脱硫成本为0；当二氧化硫浓度小于等于500mg/Nm³时，通过脱硫自循环管道系统降低一部分二氧化硫，同时再辅助脱硫剂输送系统输送少量的脱硫剂，来确保窑尾在线监测的二氧化硫浓度达标排放，达到最低的脱硫剂使用量以及最低的脱硫成本，结构简单，便于使用，用以解决现有技术导致的缺陷。

本实用新型还提供一种自循环脱硫系统。

本实用新型提供的技术方案内容是在我公司于2017年11月20日申请的专利号201711158089.4名称为“一种高效雾化脱硫装置及方法” 专利的基础上进行优化，旨在针对水泥厂二氧化硫排放小于等于500mg/Nm³的时能保证最合理的经济排放及运行。

为解决上述技术问题本实用新型提供以下的技术方案：

第一方面，一种自循环脱硫装置，其中，包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统，所述脱硫自循环管道系统包含分解炉鹅颈管道、二级上升烟道、预热器出口总管道，所述分解炉鹅颈管道与所述二级上升烟道之间连通有第一套管，所述分解炉鹅颈管道与所述预热器出口总管道之间连通有第二套管，所述第一套管与所述第二套管上均安装有膨胀节与电动蝶阀；

所述脱硫剂输送系统包含脱硫剂桶、输送泵、喷枪，所述脱硫剂桶与所述输送泵连接，所述输送泵通过输送管道与所述喷枪连接，所述喷枪安装于所述二级上升烟道上，所述喷枪设置有多个。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述二级上升烟道的出口处设有连接所述第一套管的支管，所述支管与所述第一套管通过连接管连接。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述二级上升烟道设置有两个，所述连接管为三通，每个所述二级上升烟道上均连接有与所述三通连接的所述支管。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述喷枪安装于所述二级上升烟道的出口处。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述输送管道由所述输送泵向所述喷枪的方向上依次安装有就地压力表、远传压力表、远传流量计。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述输送泵为变频泵，通过变频调节输送量，所述输送泵频率地变化对应泵出口压力及流量的变化。

上述的一种自循环脱硫装置，其中，所述电动蝶阀为电动高温蝶阀。

第二方面，一种自循环脱硫系统，其中，包含控制终端与自循环脱硫装置，所述就地压力表、所述远传压力表、所述远传流量计分别连接于所述控制终端实现数据传输，所述控制终端分别控制连接所述电动蝶阀、所述输送泵，所述控制装置通过电器光线分别控制连接所述电动蝶阀与所述输送泵。

上述的一种自循环脱硫系统，其中，所述控制终端与环保监测系统连接实现数据交互。

上述的一种自循环脱硫系统，其中，所述控制终端为PC终端。

依据上述本实用新型一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统提供的技术方案具有以下技术效果：

采用自循环脱硫系统能够更经济、更快速、更有效地脱除水泥厂生产装置中的二氧化硫，使得二氧化硫浓度相对不高而排放限值在100mg/Nm³以内时，具体使用时，只要开启自循环脱硫系统，自循环脱硫系统中自循环脱硫装置包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统便进行全自动工作，其中脱硫自循环管道系统能够把二氧化硫控制在排放标准内，此时脱硫成本为0；当二氧化硫浓度小于等于500mg/Nm³时，通过脱硫自循环管道系统降低一部分二氧化硫，同时再辅助脱硫剂输送系统输送少量的脱硫剂，来确保窑尾在线监测的二氧化硫浓度达标排放，达到最低的脱硫剂使用量以及最低的脱硫成本，结构简单，便于使用；

本申请与专利申请号201711158089.4的发明专利主要有以下不同：

1.自循环脱硫装置包含分解炉脱硫管道以及脱硫剂的系统两个部分；而高效雾化脱硫技术主要包含脱硫剂系统；

2.自循环脱硫装置中脱硫管道主要在分解炉上进行改造，且运行成本在二氧化硫浓度低时接近零成本；

3.自循环脱硫装置中的脱硫剂主要为我公司自主研发液态脱硫剂且不易沉淀；而高效雾化脱硫技术中的脱硫剂主要是由石灰粉剂加水配置成消石灰溶液并且易沉淀需要搅拌；

4.自循环脱硫以及高效雾化脱硫技术都能在二氧化硫浓度在500mg/Nm³以内做到脱硫的目的，但是高效雾化脱硫技术存在喷量大，对下游设备影响大，且受烟气波动效果不稳定；而自循环脱硫装置在脱硫管道脱除一部分二氧化硫的情况下，剩余部分由脱硫剂脱除，效果稳定，对下游设备无影响；

本申请与专利201510330628.2、专利201420382632.4、专利201620642412X的技术方案主要有以下不同：

1.自循环脱硫装置中脱硫管道主要是从分解炉开孔引入热生料，进入二级上升烟道烟气进行反应，区别于专利201510330628.2一种脱硫塔、专利201420382632.4顺逆流单塔双循环湿法烟气脱硫装置，这两个专利的脱硫塔则是采用喷淋的形式进行反应，主要是烟气引入脱硫塔向上与脱硫塔中喷淋的液体逆流接触进行反应；

2.自循环脱硫装置中的脱硫剂输送系统主要是喷入二级上升烟道位置，区别于专利201510330628.2一种脱硫塔、专利201420382632.4顺逆流单塔双循环湿法烟气脱硫装置，这两个专利的脱硫塔则是喷到新建脱硫塔的中部与烟气接触进行反应；

3.自循环脱硫装置中的脱硫剂为液态成品，专利201620642412X一种沼气循环脱硫系统脱硫剂为磁性氧化铁；

4.自循环脱硫装置在二氧化硫浓度100mg/Nm³左右零成本脱硫，且当二氧化硫浓度在500mg/Nm³有最大的经济适应性；而脱硫塔脱硫一般二氧化硫浓度初始值较高，通常在1000-3000 mg/Nm³，乃至更高，专利201510330628.2一种脱硫塔、专利201420382632.4顺逆流单塔双循环湿法烟气脱硫装置这两个可以达到以上的要求且这样的运行成本最低。

附图说明

图1为本实用新型一种自循环脱硫装置中脱硫自循环管道系统的前视剖面结构示意图；

图2为本实用新型一种自循环脱硫装置中脱硫自循环管道系统的侧视剖面结构示意图；

图3为本实用新型一种自循环脱硫装置中脱硫剂输送系统的结构示意图。

其中，附图标记如下：

分解炉鹅颈管道101、二级上升烟道102、第一套管103、膨胀节104、电动蝶阀105、支管106、连接管107、预热器出口总管道201、第二套管202、脱硫剂桶301、输送泵302、输送管道303、喷枪304、就地压力表305、远传压力表306、远传流量计307。

具体实施方式

为了使实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型的一较佳实施例是提供一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统，目的是采用自循环脱硫系统能够更经济、更快速、更有效地脱除水泥厂生产装置中的二氧化硫，使得二氧化硫浓度相对不高而排放限值在100mg/Nm³以内时，具体使用时，只要开启自循环脱硫系统，自循环脱硫系统中自循环脱硫装置包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统便进行全自动工作，其中脱硫自循环管道系统能够把二氧化硫控制在排放标准内，此时脱硫成本为0；当二氧化硫浓度小于等于500mg/Nm³时，通过脱硫自循环管道系统降低一部分二氧化硫，同时再辅助脱硫剂输送系统输送少量的脱硫剂，来确保窑尾在线监测的二氧化硫浓度达标排放，达到最低的脱硫剂使用量以及最低的脱硫成本，结构简单，便于使用。

第一方面，如图1-2所示，第一实施例：

一种自循环脱硫装置，其中，包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统，脱硫自循环管道系统包含分解炉鹅颈管道101、二级上升烟道102、预热器出口总管道201，分解炉鹅颈管道101与二级上升烟道102之间连通有第一套管103，分解炉鹅颈管道101与预热器出口总管道201之间连通有第二套管202，第一套管103与第二套管202上均安装有膨胀节104与电动蝶阀105；

脱硫剂输送系统包含脱硫剂桶301、输送泵302、喷枪304，脱硫剂桶301与输送泵302连接，输送泵302通过输送管道303与喷枪304连接，喷枪304安装于二级上升烟道102上。

其中，二级上升烟道102的出口处设有连接第一套管103的支管106，支管106与第一套管103通过连接管107连接。

其中，二级上升烟道102设置有两个，连接管107为三通，每个二级上升烟道102上均连接有与三通连接的支管106。

其中，喷枪304安装于二级上升烟道102的出口处。

其中，输送管道303由输送泵302向喷枪304的方向上依次安装有就地压力表305、远传压力表306、远传流量计307。

其中，输送泵302优选为变频泵。

其中，电动蝶阀105优选为电动高温蝶阀。

第二方面，第二实施例：

一种自循环脱硫系统，其中，包含控制终端与自循环脱硫装置，就地压力表305、远传压力表306、远传流量计307分别连接于控制终端实现数据传输，控制终端分别控制连接电动蝶阀105、输送泵302。

其中，控制终端与环保监测系统连接实现数据交互。

其中，控制终端为PC终端或手机终端或平板终端。

第三方面，第三实施例：

一种自循环脱硫方法，其中，包含以下步骤：

步骤1：由控制终端比如PC终端或手机终端或平板终端从环保监测系统获取对于允许排放二氧化硫浓度的数值，依据该数值的大小，控制终端控制开启脱硫自循环管道系统或同时控制开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统，比如当二氧化硫浓度在200mg/Nm³以内时，要求二氧化硫排放限值小于100mg/Nm³时，此时只要脱硫自循环管道系统工作就能够满足排放要求，控制终端仅控制开启脱硫自循环管道系统；

当二氧化硫浓度在500mg/Nm³时，二氧化硫排放无论是100mg/Nm³或是更低的50mg/Nm³或20mg/Nm³时，此时单独使用脱硫自循环管道系统无法满足排放要求，需要在开启脱硫自循环管道系统的基础上开启脱硫剂输送系统进行脱硫剂的使用，此时控制终端同时控制开启脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统；

步骤2：仅开启脱硫自循环管道系统时，控制终端控制打开第一套管103上的电动蝶阀105，热烟气进入分解炉鹅颈管道101内后依次经过脱硫自循环管道系统中的第一套管103、膨胀节104、电动蝶阀105、三通后分成两路由支管106进入二级上升烟道102，电动蝶阀105的开度通过控制终端给定调节，同时与生产相匹配；

同时开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统时，控制终端控制打开第一套管103上的电动蝶阀105，将热烟气引入分解炉鹅颈管道101内，热烟气依次经过脱硫自循环管道系统中的第一套管103、膨胀节104、电动蝶阀105、三通后分成两路由支管106进入二级上升烟道102，电动蝶阀105的开度通过控制终端给定调节，同时与生产相匹配；

步骤3：仅开启脱硫自循环管道系统时，实时观察二氧化硫浓度的变化，若二氧化硫浓度达标排放，则不做任何调整；若二氧化硫浓度继续超标，则控制终端控制打开第二套管202上的电动蝶阀105，分解炉鹅颈管道101内的热烟气依次经过脱硫自循环管道系统中的第二套管202、膨胀节104、电动蝶阀105后进入预热器出口总管道201，电动蝶阀105的开度通过控制终端给定调节，同时与生产相匹配；

同时开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统时，实时观察二氧化硫浓度的变化，若二氧化硫浓度达标排放，则不做任何调整；若二氧化硫浓度继续超标，则控制终端控制打开第二套管202上的电动蝶阀105，分解炉鹅颈管道101内的热烟气依次经过脱硫自循环管道系统中的第二套管202、膨胀节104、电动蝶阀105后进入预热器出口总管道201，电动蝶阀105的开度通过控制终端给定调节，同时与生产相匹配；

步骤4：仅开启脱硫自循环管道系统时，开启两个电动蝶阀105开度调整后，直至将二氧化硫浓度控制在允许排放二氧化硫浓度的数值内，可将二氧化硫浓度在200mg/Nm³以内的二氧化硫控制在100mg/Nm³以内；

同时开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统时，实时观察二氧化硫浓度的变化，若二氧化硫浓度达标排放，则不做任何调整；若二氧化硫浓度继续超标，则控制终端控制打开输送泵302，输送泵302抽取脱硫剂桶301中的脱硫剂溶液，将脱硫剂溶液进过输送管道303到达喷枪304后喷入到二级上升烟道102，脱硫剂溶液的流量与压力通过就地压力表305、远传压力表306、远传流量计307检测并传送到控制终端，进行监控与计算，并实时调整脱硫剂的使用量，由控制终端控制输送泵302进行频率调整，直至将二氧化硫浓度控制在允许排放二氧化硫浓度的数值内。

其中，允许排放二氧化硫浓度的数值范围为20mg/Nm³-100mg/Nm³之间，步骤1中依据该数值的大小，控制终端控制开启脱硫自循环管道系统或同时控制开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统的判断方法为：

将二氧化硫浓度由200mg/Nm³降至100mg/Nm³以下时采用仅开启脱硫自循环管道系统进行脱硫；将二氧化硫浓度由500mg/Nm³降至20mg/Nm³-100mg/Nm³内时同时开启脱硫自循环管道系统和脱硫剂输送系统进行脱硫。

通过以上两种二氧化硫浓度的数值进行脱硫系统的调试，能最大限度的保证在二氧化硫排放浓度达标的情况下做到最低的运行成本。

综上，本实用新型的一种自循环脱硫装置与自循环脱硫系统，能够通过采用自循环脱硫系统能够更经济、更快速、更有效地脱除水泥厂生产装置中的二氧化硫，使得二氧化硫浓度相对不高而排放限值在100mg/Nm³以内时，具体使用时，只要开启自循环脱硫系统，自循环脱硫系统中自循环脱硫装置包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统便进行全自动工作，其中脱硫自循环管道系统能够把二氧化硫控制在排放标准内，此时脱硫成本为0；当二氧化硫浓度小于等于500mg/Nm³时，通过脱硫自循环管道系统降低一部分二氧化硫，同时再辅助脱硫剂输送系统输送少量的脱硫剂，来确保窑尾在线监测的二氧化硫浓度达标排放，达到最低的脱硫剂使用量以及最低的脱硫成本，结构简单，便于使用。

以上对实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种自循环脱硫装置，其特征在于，包含脱硫自循环管道系统与脱硫剂输送系统，所述脱硫自循环管道系统包含分解炉鹅颈管道、二级上升烟道、预热器出口总管道，所述分解炉鹅颈管道与所述二级上升烟道之间连通有第一套管，所述分解炉鹅颈管道与所述预热器出口总管道之间连通有第二套管，所述第一套管与所述第二套管上均安装有膨胀节与电动蝶阀；

所述脱硫剂输送系统包含脱硫剂桶、输送泵、喷枪，所述脱硫剂桶与所述输送泵连接，所述输送泵通过输送管道与所述喷枪连接，所述喷枪安装于所述二级上升烟道上。

2.如权利要求1所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述二级上升烟道的出口处设有连接所述第一套管的支管，所述支管与所述第一套管通过连接管连接。

3.如权利要求2所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述二级上升烟道设置有两个，所述连接管为三通，每个所述二级上升烟道上均连接有与所述三通连接的所述支管。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述喷枪安装于所述二级上升烟道的出口处。

5.如权利要求1-3任一项所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述输送管道由所述输送泵向所述喷枪的方向上依次安装有就地压力表、远传压力表、远传流量计。

6.如权利要求5所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述输送泵为变频泵。

7.如权利要求6所述的一种自循环脱硫装置，其特征在于，所述电动蝶阀为电动高温蝶阀。

8.一种自循环脱硫系统，其特征在于，包含控制终端与权利要求1-7任一项所述的自循环脱硫装置，所述就地压力表、所述远传压力表、所述远传流量计分别连接于所述控制终端实现数据传输，所述控制终端分别控制连接所述电动蝶阀、所述输送泵。

9.如权利要求8所述的一种自循环脱硫系统，其特征在于，所述控制终端与环保监测系统连接实现数据交互。

10.如权利要求9所述的一种自循环脱硫系统，其特征在于，所述控制终端为PC终端。

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